變頻器和逆變器常用的驅(qū)動(dòng)集成電路（一）

變頻器和逆變器在我們的生活中越來(lái)越常見(jiàn)了，比如家用空調(diào)現(xiàn)在很多都是智能變頻空調(diào)，再比如很多有車(chē)一族都會(huì)隨車(chē)配備一臺(tái)500W或者600W的車(chē)載逆變器，這些離我們生活很近的家用電器的背后都有逆變器和變頻器的身影，今天我要給大家介紹的是逆變器和變頻器電路中非常常見(jiàn)的一些電子模塊以及他們的常見(jiàn)用法。

M57962驅(qū)動(dòng)模塊

M57962驅(qū)動(dòng)模塊，它的內(nèi)部集成了退飽和、檢測(cè)和保護(hù)單元，當(dāng)發(fā)生過(guò)電流對(duì)能快速響應(yīng)，但慢速關(guān)斷IGBT，并向外部電路給出故障信號(hào)。它輸出的正驅(qū)動(dòng)電壓為+15V，負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓為-10V。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如下圖所示，它由光電耦合器、接口電路、檢測(cè)電路、定時(shí)復(fù)位電路以及門(mén)極關(guān)斷電路組成。

M57962L是N溝道大功率IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)電路，能驅(qū)動(dòng)600V/400A和1200V/400A的IGBT。M57962L具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1) 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng),能為 IGBT 柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動(dòng)脈沖。當(dāng) IGBT 在硬開(kāi)關(guān)方式下工作時(shí),會(huì)在開(kāi)通及關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生較大的開(kāi)關(guān)損耗。

(2) 能向 IGBT 提供適當(dāng)?shù)恼驏艍?，一般取?5V為最佳。

(3) 能向 IGBT 提供足夠的反向柵壓，這樣可以使IGBT迅速可靠的關(guān)斷，達(dá)到預(yù)期的效果。

(4) 有足夠的輸入輸出電隔離能力。

(5) 具有柵極電壓限幅電路,保護(hù)柵極不被擊穿。IGBT 柵極極限電壓一般為±20V ,驅(qū)動(dòng)信號(hào)超出此范圍就可能破壞柵極。

(6) 輸入輸出信號(hào)傳輸無(wú)延時(shí)。這一方面能夠減少系統(tǒng)響應(yīng)滯后,另一方面能提高保護(hù)的快速性。

(7) 在出現(xiàn)短路、過(guò)流的情況下,能迅速發(fā)出過(guò)流保護(hù)信號(hào),供控制電路進(jìn)行處理。

圖 2 M57962構(gòu)成的應(yīng)用電路

用M57962構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路具有成本低，穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)因此出現(xiàn)故障后檢修也幾位方便。

EXB840驅(qū)動(dòng)模塊

EXB840驅(qū)動(dòng)模塊，它是又日本富士電機(jī)早期推出的產(chǎn)品功能與M57962系列相似，在大多數(shù)應(yīng)用中都可以互相代換。所有基于EXB840系列的驅(qū)動(dòng)方案都可以用M57959/M57962直接替換，目前這種模塊已經(jīng)停產(chǎn)，市面上能夠買(mǎi)到的已經(jīng)基本上都是國(guó)產(chǎn)替代的了。

圖 5 EXB840構(gòu)成的典型應(yīng)用電路

采用EXB840的驅(qū)動(dòng)電路常見(jiàn)于比較早期的電力電子設(shè)備中，它具有以下特點(diǎn)：

1）EXB840 工作原理如圖5，當(dāng)EXB840的14腳和15腳有10mA的電流流過(guò)1us以后IGBT正常開(kāi)通，VCE下降至3V左右，6腳電壓被 鉗制在8V左右，由于VS1穩(wěn)壓值是13V，所以不會(huì)被擊穿，V3不導(dǎo)通，E點(diǎn)的電位約為20V，二極管VD截止，不影響V4和V5正常工作。當(dāng) 14腳和15腳無(wú)電流流過(guò)，則V1和V2導(dǎo)通，V2的導(dǎo)通使V4截止、V5導(dǎo)通，IGBT柵極電荷通過(guò)V5迅速放電，引腳3電位下降至0V，是 IGBT柵極----門(mén)極間承受5V左右的負(fù)偏壓，IGBT可靠關(guān)斷，同時(shí)VCE的迅速上升使引腳6“懸空”。C2的放電使得B點(diǎn)電位為0V，則V S1仍然不導(dǎo)通，后續(xù)電路不動(dòng)作，IGBT正常關(guān)斷。

2）如有過(guò)流發(fā)生，IGBT的V CE過(guò)大使得VD2截止，使得VS1擊穿，V3導(dǎo)通，C4通過(guò)R7放電，D點(diǎn)電位下降，從而使IGBT的柵一射間的電壓UGE降低 ，完成慢關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT的保護(hù)。由EXB840實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)的過(guò)程可知，EXB840判定過(guò)電流的主要依據(jù)是6腳的電壓，6腳的電壓不僅與VCE 有關(guān)，還和二極管VD2的導(dǎo)通電壓Vd有關(guān)。